Инсулин — это гормон, который вырабатывается поджелудочной железой в ответ на уровень сахара в крови. Его обычная функция заключается в доставке сахара в мышцы и печень, чтобы те могли использовать гормон в качестве источника энергии. Однако, когда у человека развивается резистентность к инсулину, это означает, что инсулин не способен эффективно выполнять свои функции, что приводит к повышенному уровню сахара в крови. Поджелудочная железа, в свою очередь, продолжает производить больше инсулина. Резистентность к инсулину способствует развитию ожирения, предиабета и сахарного диабета 2 типа.
В кишечнике человека обитают триллионы бактерий, многие из которых расщепляют углеводы, попадающие с пищей. В противном случае углеводы остаются непереваренными. Это явление, как предполагается, связано с ожирением и предиабетом. Но существует много различных бактерий, а данных о метаболизме недостаточно. Исследователи охарактеризовали связь микробиота кишечника с углеводами и обнаружили тип бактерий, которые могут снижать резистентность к инсулину.
Ученые исследовали метаболиты, обнаруженные в фекалиях более 300 взрослых, проходящих регулярные медицинские осмотры. Они сравнили эти метаболиты с уровнями резистентности к инсулину, полученными у тех же людей. Оказалось, что более высокая резистентность к инсулину связана с чрезмерным содержанием углеводов в фекалиях, особенно моносахаридов, таких как глюкоза, фруктоза, галактоза и манноза.
Затем ученые охарактеризовали микробиоту кишечника участников исследования и ее связь с резистентностью к инсулину и углеводами в фекалиях. В кишечнике людей с более высокой инсулинорезистентностью содержалось больше бактерий таксономического отряда Lachnospiraceae, чем бактерий других отрядов. Кроме того, микробиомы, включающие Lachnospiraceae, были связаны с избытком углеводов в фекалиях. Таким образом, микробиота кишечника, в которой доминируют Lachnospiraceae, была связана как с резистентностью к инсулину, так и с избыточным содержанием моносахаридов в кале. В то же время резистентность к инсулину и уровень моносахаридов были ниже у участников, чей кишечник содержал больше бактерий типа Bacteroidales, чем других типов.
Команда решила изучить непосредственное воздействие бактерий на обмен веществ, сначала в искусственных условиях, а затем на мышах. В искусственной среде бактерии Bacteroidales потребляли те же типы моносахаридов, которые были найдены в фекалиях людей с высокой сопротивляемостью инсулину. Вид Alistipes indistinctus поглощал наибольшее разнообразие моносахаридов. Ученые также обнаружили, что A. indistinctus снижает уровень сахара в крови у мышей с ожирением и уменьшает резистентность к инсулину и количество углеводов, доступных мышам.
Эти результаты были совместимы с данными пациентов-людей и значимы для диагностики и лечения. Из-за связи с резистентностью к инсулину присутствие кишечных бактерий Lachnospiraceae может быть биомаркером предиабета. Аналогичным образом, лечение пробиотиками, содержащими A. indistinctus, может улучшить непереносимость глюкозы у людей с предиабетом. Но результаты необходимо проверить в клинических испытаниях на людях, прежде рекомендовать какой-либо пробиотик для лечения инсулинорезистентности.
